一种新型芭蕉芯纤维非织造布及其制备方法与流程

2021-01-13 14:01:29|

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本发明涉及纺织材料技术领域，具体涉及一种新型芭蕉芯纤维非织造布及其制备方法。

背景技术：

非织造布，是定向或随机排列的纤维通过摩擦、抱合或粘合或者这些方法的组合而相互结合制成的片状物、纤网或絮垫(不包括纸、机织物、簇绒织物，带有缝编纱线的缝编织物以及湿法缩绒的毡制品)。所用纤维可以是天然纤维或化学纤维；可以是短纤维、长丝或当场形成的纤维状物。非织造布突破了传统的纺织原理，综合了纺织、化工、塑料、造纸以及现代物理学、化学等学科的知识，其生产工艺过程简单、生产速度高、产量高、可应用纤维范围广、产品用途广等特点，优点是不产生纤维屑，强韧、耐用、丝般柔软，也是增强材料的一种，而且还有棉质的感觉，和棉织品相比，无纺布的袋子容易成形，而且造价便宜。目前常用的非织造布大多由棉、毛、麻纤维和粘胶纤维聚合而成，由于天然棉、麻纤维的韧性较差，因此与纺织布相比现有非织造布的强度和耐久性相对较差，非织造布在潮湿环境中容易滋生霉菌和细菌繁殖体，不能长期过度使用。

芭蕉芯纤维是一种具有绿色环保性能的新型天然纤维，芭蕉在中国种植面积较大，分布区域广泛，芭蕉芯来源丰富，一直未被全面开发利用，在中国乃至全世界的废弃量是相当大的。事实上，芭蕉芯中分离得到的芭蕉芯纤维具有非常实用的价值，如对细菌繁殖体和真菌具有较好的抗菌抑菌作用、吸湿性好、清凉挺爽等。芭蕉芯纤维是一种可再生和再利用的植物纤维性资源，综合利用了我国农业资源，不仅有利于生态保护，同时还满足了人们崇尚自然，追求舒适和保健的需求，其市场前景十分广阔。如果可以将芭蕉芯纤维有效地开发利用，利用芭蕉芯纤维本身特有的性能与现代化学纤维相结合，生产出具有多重优越性能的芭蕉芯纤维非织造布，必将为非织造布领域开拓新的发展方向及产品，在使消费者享受更好的产品品质同时，还可为芭蕉科植物的种植者及地区带来可观的经济效益和社会效益。本发明我们旨在采用新型天然纤维成分芭蕉芯纤维与竹浆采用湿法成网和水刺工艺生产出具有抗菌防霉、吸湿透气、柔软舒适、环保可降解的芭蕉芯纤维非织造布，使芭蕉芯纤维这种新型天然纤维的应用范围进一步扩大，使非织造布的综合性能得到进一步的提升，从而为消费者提供更好的产品品质。

技术实现要素：

为了解决上述问题，本发明提供一种新型芭蕉芯纤维非织造布及其制备方法，选用芭蕉芯作为主要材料采用湿法成网和水刺工艺制备芭蕉芯纤维非织造布，扩大了芭蕉芯纤维的应用，对合理利用天然植物资源以及环境保护方面都有着积极的作用。

为了实现以上目的，本发明采取的一种技术方案是：

一种新型芭蕉芯纤维非织造布的制备方法，包括如下步骤：s10芭蕉芯纤维的制备，选用新鲜成熟的芭蕉树并手工处理获得芭蕉芯纤维；s20芭蕉芯纤维预处理，将所述芭蕉芯纤维脱胶、干燥处理后获得待打浆的芭蕉芯纤维；s30浆料的制备，将竹浆和适量的超纯水注入打浆机内打浆3～6次，单次打浆10～25秒，再加入所述待打浆的芭蕉芯纤维打浆1～4次，单次打浆10～25秒，制得芭蕉芯纤维与竹浆的浆料悬浊液；s40成网，将所述浆料悬浊液均匀倒于成型器中，并混合均匀，将所述成型器中的水排出后形成纤维网，最后将纤维网放于温度为65±1℃的烘箱中干燥60±1min后取出；以及s50加固，将所述纤维网置在水刺机输网帘上，预调湿后对纤维网进行水刺加固，后放于温度为65±1℃的烘箱中5±1min后取出，获得芭蕉芯纤维非织造布。

进一步地，所述步骤s10包括如下步骤：s11采集新鲜成熟的芭蕉树，剥去外层假茎得到芭蕉茎芯，清水洗净，沥干表面水分；s12将所述芭蕉芯用刀在距离一末端2cm处，把韧皮部位垂直于所述芭蕉芯的轴向轻轻划一圈；以及s13迅速的将切口处折断，并缓缓匀速向两边拉开，制得所述芭蕉芯纤维。

进一步地，所述步骤s20包括如下步骤：s21碱处理，将所述芭蕉芯纤维在温度为80-110℃质量浓度为10～16g/l的氢氧化钠溶液中碱处理2.5～4h，清洗后待用；以及s22酸处理，将碱处理后的芭蕉芯纤维在质量浓度为0.3～0.9g/l的硫酸溶液中酸处理10～25min，清洗获得待打浆的芭蕉芯纤维。

进一步地，所述芭蕉芯纤维与竹浆的重量比为1/9～1/1。

本发明还提供了一种新型芭蕉芯纤维非织造布，使用以上任意一种新型芭蕉芯纤维非织造布的制备方法制得。

本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：

(1)本发明的一种新型芭蕉芯纤维非织造布及其制备方法，选用芭蕉芯作为主要材料采用湿法成网和水刺工艺制备芭蕉芯纤维非织造布，扩大了芭蕉芯纤维的应用，对合理利用天然植物资源以及环境保护方面都有着积极的作用。

(2)本发明的一种新型芭蕉芯纤维非织造布及其制备方法，将所述芭蕉芯纤维非织造布应用于医疗领域，与现有技术的织造布相比强度和耐久性更好，吸湿透气功能、防臭、抗霉杀菌功能、抑菌杀菌功能更强，能长期过度使用，对人体无刺激，且具有良好的生物可降解性，可广泛的应用于医用包扎材料、医用敷料、医用手术衣、卫生棉、卫生湿巾、面膜、卸妆棉、服装内衬等。

附图说明

下面结合附图，通过对本发明的具体实施方式详细描述，将使本发明的技术方案及其有益效果显而易见。

图1所示为本发明一实施例的新型芭蕉芯纤维非织造布的制备方法流程图；

图2所示为本发明一实施例的新型芭蕉芯纤维非织造布的制备方法制备获得的芭蕉芯纤维外观形态；

图3所示为本发明一实施例的新型芭蕉芯纤维非织造布的制备方法制备获得的芭蕉芯纤维的形态结构sem图；

图4所示为本发明一实施例的新型芭蕉芯纤维非织造布与棉织物对大肠杆菌的抑菌效果对比图，(a)芭蕉芯纤维非织造布培养24h稀释10³倍、(b)芭蕉芯纤维非织造布培养24h稀释10⁶倍、(c)棉织物培养24h稀释10³倍、(d)棉织物培养24h稀释10⁶倍；

图5所示为本发明一实施例的新型芭蕉芯纤维非织造布与棉织物对金黄色葡萄球菌的抑菌效果对比图，(a)芭蕉芯纤维非织造布培养24h稀释10³倍、(b)芭蕉芯纤维非织造布培养24h稀释10⁶倍、(c)棉织物培养24h稀释10³倍、(d)棉织物培养24h稀释10⁶倍；

图6所示为本发明一实施例的新型芭蕉芯纤维非织造布与棉织物吸湿性性能对比图；

图7所示为本发明一实施例的新型芭蕉芯纤维非织造布与棉织物放湿性性能对比图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本实施例提供了一种新型芭蕉芯纤维非织造布的制备方法，如图1所示，包括如下步骤：s10芭蕉芯纤维的制备，选用新鲜成熟的芭蕉树并手工处理获得芭蕉芯纤维。s20芭蕉芯纤维预处理，将所述芭蕉芯纤维脱胶、干燥处理后获得待打浆的芭蕉芯纤维。s30浆料的制备，将竹浆和适量的超纯水注入打浆机内打浆3～6次，单次打浆10～25秒，再加入所述待打浆的芭蕉芯纤维打浆1～4次，单次打浆10～25秒，制得芭蕉芯纤维与竹浆的浆料悬浊液。s40成网，将所述浆料悬浊液均匀倒于成型器中，并混合均匀，将所述成型器中的水排出后形成纤维网，最后将纤维网放于温度为65±1℃的烘箱中干燥60±1min后取出。以及s50加固，将所述纤维网置在水刺机输网帘上，预调湿后对纤维网进行水刺加固，后放于温度为65±1℃的烘箱中5±1min后取出，获得芭蕉芯纤维非织造布。

所述步骤s10包括如下步骤：s11采集新鲜成熟的芭蕉树，剥去外层假茎得到芭蕉茎芯，清水洗净，沥干表面水分。s12将所述芭蕉芯用刀在距离一末端2cm处，把韧皮部位垂直于所述芭蕉芯的轴向轻轻划一圈。以及s13迅速的将切口处折断，并缓缓匀速向两边拉开，制得所述芭蕉芯纤维。

所述步骤s20包括如下步骤：s21碱处理，将所述芭蕉芯纤维在温度为80-110℃质量浓度为10～16g/l的氢氧化钠溶液中碱处理2.5～4h，清洗后待用。清洗温度为40℃，为了保证清洗效果需要反复清洗。以及s22酸处理，将碱处理后的芭蕉芯纤维在质量浓度为0.3～0.9g/l的硫酸溶液中酸处理10～25min，清洗获得待打浆的芭蕉芯纤维。清洗温度为40℃，为了保证清洗效果需要反复清洗。

所述芭蕉芯纤维与竹浆的重量比为1/9～1/1。所述芭蕉芯纤维与竹浆的重量比优选3/17～2/3。

本发明还提供了一种新型芭蕉芯纤维非织造布，使用以上任意一种新型芭蕉芯纤维非织造布的制备方法制得。

实施例1

s11采集新鲜成熟的芭蕉树，剥去外层假茎得到芭蕉茎芯，清水洗净，沥干表面水分。

s12将所述芭蕉芯用刀在距离一末端2cm处，把韧皮部位垂直于所述芭蕉芯的轴向轻轻划一圈。

s13迅速的将切口处折断，并缓缓匀速向两边拉开，制得所述芭蕉芯纤维。

s21碱处理，将所述芭蕉芯纤维在温度为80℃质量浓度为10g/l的氢氧化钠溶液中碱处理2.5h，40℃下水洗若干次后待用。

s22酸处理，将碱处理后的芭蕉芯纤维在质量浓度为0.3g/l的硫酸溶液中酸处理10min，40℃下水洗若干次后，在75℃烘箱中干燥2.5h获得待打浆的芭蕉芯纤维。

s30浆料的制备，将竹浆和适量的超纯水注入打浆机内打浆3次，单次打浆10秒，再加入所述待打浆的芭蕉芯纤维打浆1次，单次打浆10秒，制得芭蕉芯纤维与竹浆的浆料悬浊液，所述芭蕉芯纤维与竹浆的重量比范围为：30/70。

s40成网，将所述浆料悬浊液均匀倒于成型器中，并混合均匀，将所述成型器中的水排出后形成纤维网，最后将纤维网放于温度为65℃的烘箱中干燥60min后取出。

s50加固，将所述纤维网置在水刺机输网帘上，预调湿后对纤维网进行水刺加固，后放于温度为65℃的烘箱中5min后取出，获得芭蕉芯纤维非织造布。

实施例2

s11采集新鲜成熟的芭蕉树，剥去外层假茎得到芭蕉茎芯，清水洗净，沥干表面水分。

s12将所述芭蕉芯用刀在距离一末端2cm处，把韧皮部位垂直于所述芭蕉芯的轴向轻轻划一圈。

s13迅速的将切口处折断，并缓缓匀速向两边拉开，制得所述芭蕉芯纤维。

s21碱处理，将所述芭蕉芯纤维在温度为90℃质量浓度为12g/l的氢氧化钠溶液中碱处理3h，40℃下水洗若干次后待用。

s22酸处理，将碱处理后的芭蕉芯纤维在质量浓度为0.5g/l的硫酸溶液中酸处理15min，40℃下水洗若干次后，在75℃烘箱中干燥2.5h获得待打浆的芭蕉芯纤维。

s30浆料的制备，将竹浆和适量的超纯水注入打浆机内打浆4次，单次打浆15秒，再加入所述待打浆的芭蕉芯纤维打浆1次，单次打浆15秒，制得芭蕉芯纤维与竹浆的浆料悬浊液，所述芭蕉芯纤维与竹浆的重量比范围为：40/60。

s50加固，将所述纤维网置在水刺机输网帘上，预调湿后对纤维网进行水刺加固，后放于温度为65℃的烘箱中5min后取出，获得芭蕉芯纤维非织造布。

实施例3

s11采集新鲜成熟的芭蕉树，剥去外层假茎得到芭蕉茎芯，清水洗净，沥干表面水分。

s12将所述芭蕉芯用刀在距离一末端2cm处，把韧皮部位垂直于所述芭蕉芯的轴向轻轻划一圈。

s13迅速的将切口处折断，并缓缓匀速向两边拉开，制得所述芭蕉芯纤维。

s21碱处理，将所述芭蕉芯纤维在温度为100℃质量浓度为14g/l的氢氧化钠溶液中碱处理3.5h，40℃下水洗若干次后待用。

s22酸处理，将碱处理后的芭蕉芯纤维在质量浓度为0.7g/l的硫酸溶液中酸处理20min，40℃下水洗若干次后，在75℃烘箱中干燥2.5h获得待打浆的芭蕉芯纤维。

s30浆料的制备，将竹浆和适量的超纯水注入打浆机内打浆5次，单次打浆20秒，再加入所述待打浆的芭蕉芯纤维打浆1次，单次打浆20秒，制得芭蕉芯纤维与竹浆的浆料悬浊液，所述芭蕉芯纤维与竹浆的重量比范围为：50/50。

s50加固，将所述纤维网置在水刺机输网帘上，预调湿后对纤维网进行水刺加固，后放于温度为65℃的烘箱中5min后取出，获得芭蕉芯纤维非织造布。

实施例4

s11采集新鲜成熟的芭蕉树，剥去外层假茎得到芭蕉茎芯，清水洗净，沥干表面水分。

s12将所述芭蕉芯用刀在距离一末端2cm处，把韧皮部位垂直于所述芭蕉芯的轴向轻轻划一圈。

s13迅速的将切口处折断，并缓缓匀速向两边拉开，制得所述芭蕉芯纤维。

s21碱处理，将所述芭蕉芯纤维在温度为110℃质量浓度为16g/l的氢氧化钠溶液中碱处理4h，40℃下水洗若干次后待用。

s22酸处理，将碱处理后的芭蕉芯纤维在质量浓度为0.9g/l的硫酸溶液中酸处理25min，40℃下水洗若干次后，在75℃烘箱中干燥2.5h获得待打浆的芭蕉芯纤维。

s30浆料的制备，将竹浆和适量的超纯水注入打浆机内打浆6次，单次打浆25秒，再加入所述待打浆的芭蕉芯纤维打浆1次，单次打浆25秒，制得芭蕉芯纤维与竹浆的浆料悬浊液，所述芭蕉芯纤维与竹浆的重量比范围为：60/40。

s50加固，将所述纤维网置在水刺机输网帘上，预调湿后对纤维网进行水刺加固，后放于温度为65℃的烘箱中5min后取出，获得芭蕉芯纤维非织造布。

依据gb/t3923.1—2013《纺织品织物拉伸性能第1部分:断裂强力和断裂伸长率的测定条样法》对本发明的芭蕉芯纤维非织造布进行相关力学指标测试，分别依据gb5453—1997《纺织品织物透气性试验方法》、gb/t12704.1—2009《纺织品织物透湿性试验方法第1部分:吸湿法》对本发明的芭蕉芯纤维非织造布进行透气和透湿性的测试，如下表1所示。随着芭蕉芯纤维的比重的增加性能逐渐增加，当芭蕉芯纤维/竹浆配比为3:2时性能最优。

表1.为本发明的芭蕉芯纤维非织造布的部分性能测试结果：

依据fz/t73023-2006《抗菌针织品》纺织行业标准对本发明的芭蕉芯纤维非织造布的抗菌性能进行测试，依据gb/t9996-1997《纺织材料含水率和回潮率测试》对本发明的非织造布物理性能进行测试。

经测试获得的芭蕉芯纤维非织造布同时兼具抑菌功能和物理性能。其对大肠杆菌与金黄色葡萄球菌的抑菌性数据结果分别如图4～5所示，本发明的芭蕉芯纤维非织造布的抑菌性能明显高于棉织物的抑菌性能。其吸湿与放湿性能测试结果如图6～7所示，同样的时间下本发明的芭蕉芯纤维非织造布的回潮率明显高于所述棉织物的回潮率。

以上所述仅为本发明的示例性实施例，并非因此限制本发明专利保护范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

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